工業水處理技術課堂教學方法探討★

王文東 朱陸莉 鄧林煜

(西安建筑科技大學環境與市政工程學院，陜西 西安 710055)

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·建筑業管理與政策研究·

工業水處理技術課堂教學方法探討★

王文東 朱陸莉 鄧林煜

(西安建筑科技大學環境與市政工程學院，陜西 西安 710055)

在卓越工程師培養經驗的基礎上，結合《工業水處理技術》的課程特點，從“以生為本”、模塊化、強化實踐三方面，對其課堂教學方法進行了探討，旨在培養一批高質量工程技術人才。

教學方法，工業廢水，教學理念，水質

1 卓越工程師培養理念下的課堂教學目標

隨著高等學校教育規模的不斷擴大，多數本科畢業生都面臨就業難的問題。從本質上來說，出現人才“過剩”的原因主要是由學生知識應用能力低下、綜合素質不高造成的[1]。“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010年—2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010年—2020年)》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[2]。該計劃要培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。

2010年西安建筑科技大學入選教育部“卓越工程師培養計劃”全國首批試點高校。怎樣培養高素質的工程技術人才，走出一條適合學校專業特點的培養模式是該計劃順利實施的關鍵。《工業水處理技術》作為給水排水專業的骨干課程，既有較強的理論基礎又與實際工程緊密聯系[3]。作者在卓越工程師培養嘗試和經驗基礎上，結合《工業水處理技術》的課程特點，對適宜的教學模式進行了梳理總結。旨在提高《工業水處理技術》的教學質量，培養學生的實際工作能力，使其成為理論基礎厚、專業知識廣、綜合素質高的應用型人才。

2 “以生為本”開展教學，培養學生興趣

我國“高等學校本科教學質量與教學改革工程”已啟動多年，但教學改革長期以來普遍強調和關注的只是教師“教”的層面，以至教學改革變成了單純是教師的事，而忽視了如何調動學生本身的積極性。這種由教師單方面進行的教學改革，由于缺少學生的廣泛參與，往往難以深入[4]。研究表明：學生在沒有精神壓力，情緒飽滿的情境下，大腦皮層容易形成興奮中心，思維最活躍。使學生擺脫被動接受知識的傳統學習方法，激發學生的學習興趣，使其主動參與到教學過程中，從而能獨立、自由地汲取新知識[5]。

考慮到工業水處理中所采用的多數處理技術在水質工程學中已有涉及，不同之處往往在于工藝參數的選擇。為提高學生的課堂參與程度，授課時要求學生對學過的單元技術進行歸納總結。例如，過濾在飲用水凈化工藝和工業水深度處理中均為重要的處理單元，為調動學生的課堂參與程度，主動利用課下時間收集資料，上課時引導學生對給水處理中常用濾池的分類、特征、使用條件，以及濾池組成包括濾料、過濾系統和反沖洗系統等內容進行回顧。在此基礎上，結合工業水的水質水量特點，鼓勵學生就濾池在給水處理和工業水處理中的區別和聯系展開討論，最后由教師進行歸納總結。實踐結果表明，通過增加學生的課堂參與程度可明顯提高學生的主動性和學習興趣。

3 采用模塊化教學，強調工藝應用條件

按照污染物的去除機理，可將《工業水處理技術》分為：物理去除技術：格柵、篩網、沉砂、沉淀、過濾、萃取、氣提、膜分離和離心分離等；物理化學處理技術：混凝、吸附和離子交換等；化學處理技術：中和、沉淀、氧化還原和消毒；生物處理技術：活性污泥法、生物膜法和土地處理技術等。由于工業排水水質水量的復雜性，其處理系統均有多種處理單元組成，用于去除水中的顆粒物、膠體、難降解有機物、酸堿污染物及熱污染。為使學生對各單元處理技術的原理、使用條件及設計方法有一個系統的把握，作者在授課過程中引入了模塊化教學方法。

按照《工業水處理技術》教學大綱和教學計劃，將授課內容劃分為6個模塊：預處理單元、物理處理單元、化學處理單元、物理化學處理單元和生物處理單元。在每一模塊的教學過程中，首先介紹一個較完整的工程實例，包含此模塊所涉及的主要處理技術，目的是使學生對此部分內容有個初步的印象。而后重點分析介紹該模塊的主要工藝技術的去除對象、使用條件和設計計算方法，從而讓學生明白如何分析并解決實際問題。在進行模塊化教學的基礎上，對不同行業用水和排水的水質、水量特征進行對比分析，培養學生進行工業水處理的正確思維模式。

4 強化實踐教學環節，提高學生實際工作能力

卓越工程師培養計劃要將學生培養成理論基礎厚、專業知識廣、工作能力強、綜合素質高的高技術應用型人才[2]。我們在進行模塊化教學的同時，注重理論知識與工程實際及實踐教學的有機結合，使學生完成從理論—實踐—理論的認識轉化過程。例如，在講解濾池過濾有關內容時，可以結合學生參觀過的某水廠的砂濾池講授其構造和運行情況，引導學生討論其改進措施。為增強學生對各工藝單元的直觀印象，授課過程中還注重引入多媒體輔助教學等手段。它具有直觀、形象的優點，極易調動學生的學習興趣。更為重要的是通過圖片、動畫及錄像資料的展示，可以增強學生的感觀認識，極大的提高了學生的主動性。

在實踐教學方面，密切關注社會需求。結合近年來快速發展的重點污染行業，有針對性的選擇啤酒廢水、制藥廢水、礦山廢水、化工廢水及電力行業廢水的常見處理工藝進行介紹。培養學生清潔生產和資源回用的理念，做到“能回用的廢水不排放，可利用的物質不降解”，優先選擇物理處理和化學處理技術實現資源的回收利用，而后再進行微生物處理。使學生掌握依據工業排水水質及排放或回用要求設計污水處理流程的習慣。如在介紹采煤廢水的處理工藝時，若要求處理出水用于煤炭洗選，采煤廢水的處理工藝如下：

采煤廢水→調節池→沉砂池→回用于洗煤。

若將采煤廢水回用于地下水回灌，則處理工藝為：

采煤廢水→調節池→沉砂池→過濾→回灌地下水。

若將采煤廢水回用于礦區居民的生活用水，則處理工藝為：

采煤廢水→調節池→沉砂池→過濾→消毒→居民用水。

強調處理出水的水質要求不同，選用的工藝及設計參數也往往存在較大差異。通過類似案例的選擇，逐步培養學生的工程實踐能力。此外，學院還針對課程內容，通過嚴格篩選，有目的性地建立了包括首鋼、武鋼和寶鋼等多處實習實訓基地，聘請企業高級技術人員，對學生進行生產指導，提高學生的實踐能力。教學改革的經驗表明，實踐環節的強化在提高學生工程認知能力和知識運用能力的同時，對學生理論知識的掌握也有著明顯的促進作用。

5 結語

隨著我國經濟的快速發展，工業水的需求量和排放量占有較大比重，由于其水質水量變化大、成分復雜，已成為我國水環境防治的關鍵環節。然而，傳統給水排水專業課程的設置大多側重市政用水和排水的處理；對工業用水和工業排水的處理缺乏應有的重視，使得我國專門從事工業水處理的工程技術人員相對緊缺，這是造成我國工業水處理效率低下，多數企業難以達標排放的重要原因。教學改革實踐表明，以工程案例為引導對各類工業水的處理技術進行模塊式教學的同時，強化工程實踐環節的訓練，可有效的強化學生的工程應用能力，對實現卓越工程師培養目標，滿足當前社會經濟發展需求有著重要的意義。

[1] 王文東.轉變培養模式，提高本科生培養質量[J].西安建筑科技大學學報(社會科學版),2010(1):85-88.

[2] 中華人民共和國教育部.實施“卓越工程師教育培養計劃”—面向工業界、面向世界、面向未來，培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學,2010(7):4-5.

[3] 桑 磊,周麗娜,趙曉松.“工業廢水處理技術”課程教學改革探析[J].科教文匯,2010(5):61-62.

[4] 宋 梅,遲乃玉,張慶芳,等.大學本科生研究式教學的思考[J].渤海大學學報,2005,26(2):105-107.

[5] 游敏惠,劉秀倫.大學生創造力培養與開發[M].北京:人民郵電出版社,2004.

Research on the teaching method reformation ofIndustrialWastewaterTreatmentTechnology★

Wang Wendong Zhu Luli Deng Linyu

(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055,China)

Based on outstanding engineer cultivating experience, combining with the curriculum features ofIndustrialWastewaterTreatmentTechnology, starting from three aspects of “student-oriented”, modularization and strengthening practice, the article explores its class teaching methods, with a view to cultivate a group of high-quality engineering technicians.

teaching method, industrial wastewater, teaching concept, water quality

1009-6825(2017)17-0215-02

2017-03-23★:國家教學質量工程項目“環境類專業通用人才培養創新實驗區”

王文東(1980- ),男,副教授

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